纳米薄膜厚度标准物质的均匀性及稳定性监测*



纳米薄膜厚度标准物质的均匀性及稳定性监测*

徐建郝萍周莹 / 上海市计量测试技术研究院

摘要通过选用X射线光电子能谱（XPS）测量方法，对上海市计量测试技术研究院所研制的纳米薄膜厚度标准物质的组成及化合态进行了分析，并考察了薄膜厚度的均匀性和稳定性。实验结果表明，所研制的标准物质的薄膜组成为氧化钽，薄膜的均匀性以及在监测期内的稳定性良好。该标准物质可以作为产品质量控制、设备校准以及测试方法验证的国家计量器具使用，完全满足标准物质使用要求。

关键词纳米厚度薄膜；标准物质；均匀性；稳定性

0　引言

纳米薄膜指厚度处在纳米数量级（1~100 nm）的薄膜。这类薄膜具有显著的晶界效应、尺寸效应和量子效应，在电学、光学等多方面表现出奇异特性，并在太阳能电池、存储器、气体传感器以及功能薄膜涂层、镀层等领域得到广泛应用[1]。

纳米薄膜具有如此广泛的应用，然而纳米薄膜的厚度往往又决定了其最终产品性能的高低，因此如何有效控制薄膜的厚度以及对薄膜厚度的准确测量成为当前高新技术和先进制造领域迫切需要解决的问题[2]。

随着微电子、光电子技术及纳米科技的飞速发展，所制备的薄膜材料厚度越来越薄，大规模集成电路以及光电子器件等领域所使用的薄膜厚度都小于100 nm，其中集成电路的栅极材料以及磁性隧道结中的绝缘层等更是薄到1~3 nm。为了对所用薄膜的结构和特性有更精确的控制，对薄膜的有效分析也随之变得越来越重要。……